Análise comparativa de inversores multiníveis com células H-bridge conectadas em série

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2006
Autor(a) principal: Zambra, Diorge Alex Báo lattes
Orientador(a): Pinheiro, José Renes lattes
Banca de defesa: Rech, Cassiano lattes, Farret, Felix Alberto lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Engenharia Elétrica
País: BR
Palavras-chave em Português:
Eletrônica de potência
Conversores multiníveis híbridos
Média tensão
Palavras-chave em Inglês:
Power electronics
Hybrid multilevel converters
Medium voltage
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8467
Resumo: This Master Thesis presents a methodology to compare different topologies and configurations of multilevel systems applied to drive medium voltage induction motors. Initially, it presents the input and output parameters that must be supplied by the power drivesystems manufacturer. Then, the mathematical models of the performance indexes used are presented, being, the total harmonic distortion, first order distortion factor and the power losses of the main semiconductors devices. After, it is presented a methodology that allows the amplitude selection of DC sources for the inverter with a specific number of cascaded Hbridge cells. A study regarding the hybrid multilevel modulation strategies and the impact of their variations on the semiconductors devices power losses of the output inverter is developed. Based on this study, it is proposed a new hybrid multilevel modulation technique, it minimizes the semiconductors power losses and allow the use of front-end uncontrolled rectifiers without modifying the total harmonic distortion of the output voltage inverter. After, it is developed a comparative study between the asymmetrical hybrid multilevel inverter and the symmetrical multilevel inverter, which enables the determination of the switching frequency for the one determined performance and the maximum switching frequency of each converter. This Master Thesis presents complementary methods of design of the hybrid multilevel inverter and a methodology that will make possible to choose the drive system that presents high efficiency and reduced cost, neither penalizing the energy quality of the utility grid nor the induction motor constraints.
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spelling 2017-05-252017-05-252006-04-20ZAMBRA, Diorge Alex Báo. Comparison analysis of cascaded multilevel inverters. 2006. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2006.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8467This Master Thesis presents a methodology to compare different topologies and configurations of multilevel systems applied to drive medium voltage induction motors. Initially, it presents the input and output parameters that must be supplied by the power drivesystems manufacturer. Then, the mathematical models of the performance indexes used are presented, being, the total harmonic distortion, first order distortion factor and the power losses of the main semiconductors devices. After, it is presented a methodology that allows the amplitude selection of DC sources for the inverter with a specific number of cascaded Hbridge cells. A study regarding the hybrid multilevel modulation strategies and the impact of their variations on the semiconductors devices power losses of the output inverter is developed. Based on this study, it is proposed a new hybrid multilevel modulation technique, it minimizes the semiconductors power losses and allow the use of front-end uncontrolled rectifiers without modifying the total harmonic distortion of the output voltage inverter. After, it is developed a comparative study between the asymmetrical hybrid multilevel inverter and the symmetrical multilevel inverter, which enables the determination of the switching frequency for the one determined performance and the maximum switching frequency of each converter. This Master Thesis presents complementary methods of design of the hybrid multilevel inverter and a methodology that will make possible to choose the drive system that presents high efficiency and reduced cost, neither penalizing the energy quality of the utility grid nor the induction motor constraints.Esta Dissertação de Mestrado apresenta uma metodologia para comparar diferentes topologias e configurações de sistemas multiníveis aplicados ao acionamento de motores de indução de média tensão. Inicialmente são apresentados os parâmetros de entrada e saída que devem ser fornecidos pelos fabricantes de sistemas de acionamento de alta potência. Então, são apresentados os modelos matemáticos dos índices de desempenho utilizados, sendo eles, distorção harmônica total, fator de distorção de primeira ordem e perdas nos dispositivos semicondutores principais. Posteriormente, é apresentada uma metodologia que permite selecionar a amplitude das fontes CC para um inversor com um número específico de células H-bridge conectadas em série. Um estudo a respeito das estratégias de modulação multinível híbrida e o impacto de suas variações sobre as perdas dos dispositivos semicondutores do inversor de saída é apresentado. Fundamentado neste estudo, é proposta uma nova técnica de modulação multinível hibrida, que minimiza as perdas nos semicondutores e permite o uso de retificadores não controlados no estágio de entrada sem modificar a distorção harmônica total da tensão de saída do inversor. Depois, é desenvolvido um estudo comparativo entre o inversor multinível híbrido assimétrico e o inversor multinível simétrico, que permite a determinação da freqüência de comutação para um rendimento específico e a máxima freqüência de comutação de cada conversor. Esta Dissertação de Mestrado apresenta métodos complementares de projeto de inversores multiníveis híbridos e uma metodologia que possibilitará escolher sistemas de acionamento que apresentem alta eficiência e custo reduzido, sem por isso prejudicar a qualidade da energia drenada da rede pública e fornecida ao motor de indução.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaEletrônica de potênciaConversores multiníveis híbridosMédia tensãoPower electronicsHybrid multilevel convertersMedium voltageCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAAnálise comparativa de inversores multiníveis com células H-bridge conectadas em sérieComparison analysis of cascaded multilevel invertersinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPinheiro, José Reneshttp://lattes.cnpq.br/2333794966860226Rech, Cassianohttp://lattes.cnpq.br/9375639768929991Farret, Felix Albertohttp://lattes.cnpq.br/5783619992936443http://lattes.cnpq.br/4825438381465023Zambra, Diorge Alex Báo3004000000074005005005003005979e88f-0899-4b78-afd6-cb650a3ececdad8c280b-d9d4-479c-a902-2650670eed5d0eff1f5c-63dc-4c86-a76c-a1128768b34444046347-d72a-4325-838d-3e6fbb1747bbinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALDIORGEZAMBRA1.pdfapplication/pdf380911http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/1/DIORGEZAMBRA1.pdf0d3079825026df0d1afd10cab5d151ddMD51DIORGEZAMBRA2.pdfDIORGEZAMBRA2.pdfapplication/pdf1916393http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/4/DIORGEZAMBRA2.pdfc8667a8b5b3826fc1e3f814912d10f32MD54DIORGEZAMBRA3.pdfDIORGEZAMBRA3.pdfapplication/pdf1206343http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/5/DIORGEZAMBRA3.pdfdb8d00e8ae4605975d7bd9ba11304e7eMD55DIORGEZAMBRA4.pdfDIORGEZAMBRA4.pdfapplication/pdf460209http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/6/DIORGEZAMBRA4.pdf6b9257ae76b76bd5eb40b4dff2c0f0ecMD56TEXTDIORGEZAMBRA1.pdf.txtDIORGEZAMBRA1.pdf.txtExtracted texttext/plain76575http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/2/DIORGEZAMBRA1.pdf.txt40a58a001e4505ed443577bc51ee51dcMD52DIORGEZAMBRA2.pdf.txtDIORGEZAMBRA2.pdf.txtExtracted texttext/plain47733http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/7/DIORGEZAMBRA2.pdf.txtcee76cc628bc5777865a1ba7f5787157MD57DIORGEZAMBRA3.pdf.txtDIORGEZAMBRA3.pdf.txtExtracted texttext/plain19235http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/9/DIORGEZAMBRA3.pdf.txt887520876299a1dd4c36c8299047f5f9MD59DIORGEZAMBRA4.pdf.txtDIORGEZAMBRA4.pdf.txtExtracted texttext/plain68771http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/11/DIORGEZAMBRA4.pdf.txt8dfa2b669559ead4631cb1de79680739MD511THUMBNAILDIORGEZAMBRA1.pdf.jpgDIORGEZAMBRA1.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5897http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/3/DIORGEZAMBRA1.pdf.jpgb36ac7a18f25098ff58e8062e4cd35d7MD53DIORGEZAMBRA2.pdf.jpgDIORGEZAMBRA2.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7499http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/8/DIORGEZAMBRA2.pdf.jpgd0a2ee2901e16d6f030864f74a9b11c6MD58DIORGEZAMBRA3.pdf.jpgDIORGEZAMBRA3.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6748http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/10/DIORGEZAMBRA3.pdf.jpg249c44ee8d1df63a8f76a5c2cc82bf49MD510DIORGEZAMBRA4.pdf.jpgDIORGEZAMBRA4.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6587http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8467/12/DIORGEZAMBRA4.pdf.jpg29b71cb53f36d085665d8e32bc19b091MD5121/84672022-04-11 10:22:48.714oai:repositorio.ufsm.br:1/8467Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-04-11T13:22:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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